物理学の歴史

物理学の歴史 その主な目的は、先史時代以来物理学者によってなされたさまざまな発見をたどることです。いつの時代も、人類は常に宇宙についての理解を深めたいと考えてきました。観察と数学を使用して日常の現象を正確に説明し、多くの物理学者が交代で私たちの知識を増やしてきました。したがって、私たちは、時代を経て、宇宙に関する現在の知識を発見することを可能にした主要な発展が何であったかを示します。

物理学の歴史の始まり

私たちは、物理学が先史時代と古代にのみ根付くことを知っています。考古学者のおかげで、先史時代の人々が優れた観察者であったことは確かです。巨石「ストーンヘンジ」のような記念碑は、このことを証明しています。先史時代の人々は、私たちの宇宙についてもっと知りたいというこの熱烈な欲求を知っており、特定の現象を再現しようと試み、したがって観察という科学的アプローチの最初の要素を確立しました。

また、時間を測定するために使用された最初の物体は、私たちの歴史のこの時期に出現しました。イシャンゴの骨、ブランチャードシェルターの骨だけでなく、ストーンヘンジやカルナックも、時間を測定できる最初の機器でした。これは物理学の始まりであり、特定の天文メカニズムの説明です。一方、古代の物理学は、はるかに正確な方法で私たちに知られています。時間も重要な懸念事項でした。ノーモン、クレプシドラ、日時計は古代の遺産です。

物理学の歴史しかし、ギリシャの知識は時間の測定を超えて、アルキメデス、ミレトスのタレス、エラストステネスなどの物理学者によって形成されました。。これらの哲学者のほとんどは物質とその現象に興味を持っており、宇宙についての理解を深めてきました。「アトム」という言葉は、「不可分」を意味するギリシャ語の「アトモン」に由来しています。実際、デモクリトス (紀元前 -460 - -370) は、物質は真空によって分離された粒子で構成されていると仮定しました。最小の要素と考えられるため分割できないと言われているこれらの粒子を原子と呼びます。「最後に、私たちが硬くて巨大であると見なす物体は、よりフック状で、より密接に結びついた小体によってその一貫性が保たれています...逆に、液体で流動的な性質の物体を形成するのは、滑らかで丸い小体です」と彼は断言します。アルキメデス (紀元前 287 ～ 212 年) は今日、静力学の創始者として知られています。彼は多くの牽引機械の起源にありますが、カタパルトなどの一部の戦争の起源にもなっています。

しかし、彼が知られているのは何よりも流体力学に関する研究です。伝説によれば、「ユリイカ」と叫んだ後、彼は流体に浸された物体の性質を発見し、こうして「アルキメデスの原理」を述べた：液体（または気体）に浸された物体は推力を受ける、これが「運動」である下から上への距離であり、これは押しのけられた液体の体積の重量に等しい。この推力を「アルキメデスの推力」と呼ぶことにする。ここで古代の物理学者全員を引用するつもりはありませんが、それでもエラトステネスに興味を持つことをお勧めします。後者は、メンヒルから簡単な数学を使用して地球の円周を計算しました。

実際、太陽の光が平行であると仮定して、彼はアレクサンドリアで正午に垂直（メンヒル）に対する太陽の光の角度を測定し、7°であることがわかりました。同時に、ほぼ同じ子午線上に位置する都市シエネでは、太陽の光は井戸の中でいかなる角度も形成しません。彼は比例関係を使用して、地球の円周 40,349 km を推定しました。これは、今日の精度で測定された値と比較して 10% の誤差です。このように、物理学は進歩し、観察、仮説の形成、数学的ツールを使用した理論の開発を通じて知識が蓄積されます。

物理学の進歩

物理学の歴史中世が始まり、戦争が激化しました。侵略、征服、戦争…そして古代に関するギリシャの蓄積された知識は、クアドリヴィウムを通じて古代の科学的遺産の一部を保存しているボエティウスなどの少数の哲学者を除いて失われています。西洋が忘却の時代に陥っている一方で、アラブ・イスラム文明は、特に発見の文書を保存し、これらの研究を再開して発見を深め、知識の文明を確立することによって、ギリシャ人が行った取り組みを継続しています。 :これはアラブとイスラム教徒の進歩の黄金時代です。

アラブ人によるゼロの発明は、代数やアヴェロエス (1126-1198) などの科学者によって例証されているように、数理科学に大変動を引き起こし、この分野の進歩を可能にしました。天文学はまた、物理学者天文学者アルハーゼン (965-1039) による最初の水望遠鏡の発明によって深まりました。後者は、特定の時間に空に大きく見える月などの光学現象や、月が輝く理由さえも説明することができます。彼はまた、屈折現象について最初に語った人物でもあり、この考えはその後数世紀に物理学者によって取り上げられることになります。力学において、アルハーゼンは慣性の原理について述べており、これは後にガリレオによって取り上げられ、また大衆の引力についても述べており、この考えは主に数世紀後にアイザック・ニュートンによって取り上げられることになる。ルネサンスでは、多くの科学者が物理科学の世界に革命を起こしました。

天体望遠鏡など多くの発明で非常に有名になった物理学者天文学者、ガリレオ (1564-1642) が登場します。力学における彼の研究は、惑星の動きを理解することを彼に教えました。また、物体が力を受けていないか、合力がゼロである力を受けている場合、当該物体は静止しているか等直線運動しているという慣性の原理も述べています。この原理は、数年後にニュートンの第一法則を構成することになります。一方、ルネデカルト (1596-1650) は光学にもっと取り組み、光の屈折の法則、そして明らかに反射の法則を数学的に表現しました。

物理学の歴史しかし、17 世紀の大きな進歩は間違いなく科学者アイザックニュートン (1643-1723) の仕事でした。彼は光学、力学、数学などの多くの分野で研究しており、宇宙についての私たちの理解に革命をもたらしました。ニュートンは、光の屈折に関するデカルト (およびスネル) の研究を引き継ぎ、プリズムが光をいくつかの色に分解し、これらの色が白色光を形成することを示しました。彼は回折も研究しており、ガリレオの天体望遠鏡よりも優れた視界と可視性を可能にするニュートン望遠鏡の発明者になります。

力学では、アイザックニュートンは力をモデル化するベクトルを使用して物体の動きを数学的に説明します。こうして彼は、後に「ニュートンの法則」と呼ばれることになる 3 つの法則を確立し、万有引力の法則を述べることで重力の働きを説明することに成功しました。友人の天文学者のおかげで、この法則は著書『自然な哲学の原理』で出版されることになります。ハレー（1656-1742）。最後に、ライプニッツ (1646 ～ 1716 年) は当時の重要な物理学者でした。エネルギー保存に関する彼の理論的発見と、空間的および時間的次元の理論的モデリングは、後世の科学者にとって非常に役立つでしょう。

ポストニュートン物理学

エネルギーとダイナミクス、つまり運動学とダイナミクスをより深く理解してから、熱力学という 2 つのサブドメインを統合するブランチを作成します。その名前が示すように、古代ギリシャ語の「テルモス」:熱と「デュナミス」:力 (そのためダイナミックという名前が付けられています) に由来しており、物理科学のこの分野は動きとエネルギーに関連しています (熱はエネルギーを輸送する手段にすぎません)。。この新しい物理学の分野により、産業は (正確には工業時代に) 進歩し、蒸気エンジンが開発されるでしょう。

マクスウェル (1831–1879) による電磁気学という、別の新しい分野も登場しました。この新しい分野では、電気と磁気を統合し、これを簡単な実験で (理論的には数学と同様に)、ワイヤ内を循環する電流が磁場を生成します。自由電子の動きにより、電流と同時に磁場が生成されます。

しかし、今世紀で最も重要な発見は間違いなく、二人のノーベル賞受賞者、エドワード・モーリー (1838-1923) とアルバート・アブラハム・マイケルソン (1852-1931) による干渉計を使った光速の測定でしょう。彼らは、光の速度は同じ媒体のすべての参照フレームで同じであることに注目し、この発見はダイナミクスに激変を引き起こします。実際、特定の参照系内で高速で移動している観察者と静止している観察者は、同じ速度で光子が通過するのを見ることになります。これは、物理学の力学に反します。つまり、観察者が同じ方向に移動するということです。高速の光子は、(特定の基準枠内で) 静止している観測者よりもゆっくりと進行するはずです [1] 。これは、フィッツジェラルド (1851-1901) とローレンツ (1853-1928) が考案した長さの収縮の原理でのみ説明できます。このように、古典力学は矛盾しています。

アインシュタインは物理学に革命を起こす

物理学の歴史この驚くべき発見を力学と調和させるには、アインシュタイン (1879-1955) を待つ必要があります。 1905 年に彼は特殊相対性理論を発表し、光の速度が変わらない場合、運動は空間と時間の変形から生じることを証明しました。このように彼は、空間と時間が一定ではなく、伸びたり縮んだりすることを示し、したがってランジュバン双子 (1872 ～ 1946 年) の想像上の経験は、高速旅行をしたかどうかによって老後が異なったであろう (相対的な) ことを示しています。特定のベンチマークに準拠) [1].

アインシュタインが 1907 年から 1915 年にかけて開発した一般相対性理論は、特殊相対性理論と重力理論を調和させます。実際、アルバートは、彼によれば、重力は時空の変形にすぎないことを示しています。ゴムシートの上に置かれたボールのように、物体は測地線と呼ばれる重力線に従うため、ゴムシートの変形により引力が発生します。

一般相対性理論はニュートン力学の応用分野を狭め、後者は超高速で移動する物体には機能しなくなる。また、最近発見されたブラックホールなどの新しい概念にもつながるでしょう。また、物理学者ハッブル (1889-1953) は、銀河が互いに遠ざかることを示します (ニュートン力学が私たちに信じさせるものに反して) それゆえ、宇宙の膨張という考えは、将来の出来事へと続きます。名前は「ビッグバン」。

量子力学の分野では、アーネスト・ラザフォード (1871-1937) が核物理学における驚異的な発見につながるでしょう。彼は放射能、アルファ線、ベータ線などの電離線を発見しました。金原子に関する彼の経験は、原子の正電荷を集め、その質量を担う原子核の存在を浮き彫りにするでしょう。

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